
綠色能源型式與原理水,是人類賴以維生的資源,再者經過蒸發、凝結、降雨後,又回歸了大地。如此循環著幾千年後,在面臨著能源危機的廿一世紀被積極的開發中。水的使用方式很規律,它會隨著日夜有著穩定的潮汐現象;隨著季節的變動有著穩定的洋流經過;在水庫供水時或是洩洪時都可以發些許的電力做為回饋。運用得當的話將可以提供日常生活中20%的電力需求。現在就讓我們多多認識這個和我們天天接觸的綠色能源吧。水的形式 水資源的利用非常多元,還必須依照其使用環境建造發電設施。但是主要的原理依舊不變,都是利用水打在葉片上的力,使葉片轉動再帶動發電機。主要的水資源利用有三種。第一種是利用潮汐現象發電,通常都在沿海地帶。其次是洋流發電,在季節的變化都會有洋流在海平面下劇烈進行著,洋流也帶來了豐富的生物資源。第三種發電方式是利用水庫來進行發電。在洩洪或是平日供水時,利用重力位能的改變順便發些電能,以減少能量的損失。特別在水資源豐富的台灣,更要好好利用此方式發電。 當位於高處的水(具有位能)往低處流動時位能轉換為動能,此時裝設在水道低處的水輪機,因水流的動能推動葉片而轉動(機械能),如果將水輪機連接發電機,就能帶動發電機的轉動將機械能轉換為電能,這就是水力發電的原理。水力為最“傳統” 的再生能源之一,水力發電技術也是再生能源中最成熟者。發電型態 洋流發電潮汐發電水力發電。波浪海水溫差。 洋流發電 此發電模式是利用洋流的經過,帶動發電機使其發電。它的好處在於遠洋捕魚的漁船可以利用這種裝置,延長捕魚的時間;也可以使遠方的觀測站有自行發電的能力。它是一個獨立的發電系統,所以可以在某一處做定點的發電。或是裝置在漁船或是輪船的下方,只要有水經過就會使葉片轉動,依舊有發電的效果。如下圖所示。 利用方式 台灣地區可供開發海流發電應用之海流,以黑潮最具開發潛力,黑潮的厚度約為200~500公尺,寬度約100公里至800公里左右,其流速介於0.5m/sec至1m/sec,理論上利用黑潮發電是可行的,但因深海用的水輪發電機尚屬研究階段,而水輪發電機如何在海中固定等施工技術亦有待驗證。國內僅於88年11月由台灣大學海洋研究所完成台灣東部黑潮發電應用調查規劃研究報告。目前國科會正規劃辦理「黑潮潛能調查計畫」,若計畫順利執行完成,再據以推動下階段有關發電系統之評估計畫。潮汐發電 這種發電模式使利用太陽與月亮的引力作用下作來回的漲潮與退潮。所以一天之中最少會有兩次發電效率最好的時段。潮汐發電的主要方法是利用潮水的漲退,壓縮管內的空氣,而空氣再帶動發電機的葉片造長轉動的現象。在潮水的漲退中間有著吸氣與排氣的情況。這會使得葉片會有正反轉的問題。以發電的觀點,這一點都不是問題,如果葉片不轉才是問題大囉。 利用方式 潮差發電若以目前低水頭水輪機應用技術而言,只要有一米的潮差及可供圍築潮池的地形均可作潮汐發電,但若加上經濟性因素,則潮差及潮池要求之條件需較高。台灣沿海之潮汐,最大潮差發生在金門、馬祖外島,約可達5公尺潮差,其次為新竹南寮以南、彰化王功以北一帶的西部海岸,平均潮差約3.5公尺,其他各地一般潮差均在2公尺以下,與經濟性理想潮差6~8公尺仍有相當差距。由於台灣西部海岸大都為平直沙岸,缺乏可供圍築潮池的優良地形,並不具發展潮差發電之優良條件,但金門及馬祖潮差較大且現有發電方式發電成本較昂貴,應具有發展潮差發電應具較佳之經濟誘因。水力發電 利用水壩的水發電,就是俗稱的「水力發電」。它的原理更簡單,就是單純的利用重力位能,也就是利用高低差來進行發電。在水庫的排水口下方裝置幾個葉片,在水位累積到預期的標準時,就可以利用洩洪的方式進行發電。累積水的速度越快,產生的電能當然也就非常可觀了。 利用方式 ?目前水力發電廠共十一所,依其運轉型態可區分如下:1. 慣常式:川流式、調整池式、水庫式2. 抽蓄式 ? 結論 只要發電機架設完全,所產生的能源都是取之不盡的。 利用水資源發電不會有任何的污染物產生產生。 生產的能源可穩定的預期,不會有間斷的情形。 利用水資源發電不需要有太大的成本或是維修成本。 水資源比較起風力能或是太陽能,其穩定性皆比前兩者高。建造水壩需要有大規模的適合土地,且架設成本高昂,還有泥沙淤積的隱憂。 適合發電的場所不易尋找,且會造成附近生態的衝擊,例如中國的「長江三峽大壩」。 發電機的葉片設計要有很好的精度,且進風口的設計不易,材料也是一種問題。 潮汐發電一天之中只有在漲潮和退潮的十幾小時才有較大的發電效率。greenenergy/ .t
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